2024電力儲能用飛輪儲能系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

電力儲能用飛輪儲能系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范1113目次1范圍 12規(guī)性用件 13術(shù)和義 14總要求 35系架構(gòu) 46正運條件 47系技要求 58飛儲單元 89儲變器 910輪流器 1311輪理統(tǒng) 1512輪能統(tǒng)助備 1613驗測 17附錄資性）電儲能飛儲系典架構(gòu) 30附錄資性）電儲能飛系與層設(shè)備信撲 32電力儲能用飛輪儲能系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范范圍200kW（GB4793.1 GB/T12325 GB/T12326 GB14050 GB/T14549 GB/T15543 GB/T15945 GB/T19862 GB/T20840.2 感器第2分電互器的充術(shù)求GB/T20840.3 感器3分電式互感的充術(shù)求GB/T24337 能質(zhì)量用網(wǎng)諧波GB/T29481 GB/T31464 GB/T34120 GB/T36547 GB38755 GB50057 GB/T50065 GB/TAAAA DL/T860 DL/T2528 DL/T2528界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。PAGEPAGE10PAGE33.1飛輪儲能系統(tǒng)flywheelenergystoragesystem[來源：DL/T2528-2022，，有修改]3.2飛輪儲能單元flywheelenergystorageunit由具備獨立的飛輪動能存儲、釋放能力的設(shè)備組成，一般包括飛輪轉(zhuǎn)子、發(fā)電/電動機、軸承、制動系統(tǒng)、殼體等。[來源：DL/T2528-2022，]3.3儲能變流器powerconversionsystem與電網(wǎng)相連接的實現(xiàn)整流和逆變變換單元。3.4飛輪變流器flywheelconversionsystem與飛輪儲能單元相連接的實現(xiàn)整流和逆變的變換單元。3.5飛輪管理系統(tǒng)flywheelenergystoragemanagementsystem監(jiān)測和管理飛輪儲能單元、儲能變流器、飛輪變流器、輔助設(shè)備等的運行參數(shù)，具有相應(yīng)的控制、保護(hù)和通信功能的裝置或系統(tǒng)。[來源：DL/T2528-2022，，有修改]3.6飛輪儲能系統(tǒng)輔助設(shè)備auxiliaryequipmentofflywheelenergystoragesystem維持飛輪儲能系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的冷卻裝置、制動裝置、輔助電源等設(shè)備組合。3.7飛輪儲能額定充電功率ratedchargingpowerofflywheelenergystoragesystem飛輪儲能系統(tǒng)在充電狀態(tài)下、工作轉(zhuǎn)速區(qū)間可以持續(xù)穩(wěn)定工作的輸入功率保證值。[來源：DL/T2528-2022，，有修改]3.8飛輪儲能額定放電功率rateddischargingpowerofflywheelenergystoragesystem飛輪儲能系統(tǒng)在放電狀態(tài)下、工作轉(zhuǎn)速區(qū)間可以持續(xù)穩(wěn)定工作的輸出功率保證值。[來源：DL/T2528-2022，，有修改]3.9ratedchargingenergycapacityofflywheelenergystoragesystem飛輪儲能系統(tǒng)以額定充電功率可持續(xù)穩(wěn)定從電力系統(tǒng)吸收的電能量。[來源：DL/T2528-2022，3.4.6,]3.10飛輪儲能系統(tǒng)額定放電能量rateddischargingenergycapacityofflywheelenergystoragesystem飛輪儲能系統(tǒng)以額定放電功率可持續(xù)穩(wěn)定向電力系統(tǒng)輸出的電能量。[來源：DL/T2528-2022，3.4.7,]3.11飛輪儲能額定功率充放電循環(huán)效率charge-dischargecycleefficiencyatratedpowerofflywheelenergystoragesystem[來源：DL/T2528-2022，]3.12遲滯時間delaytime飛輪儲能系統(tǒng)自收到控制信號起，至輸出功率首次從穩(wěn)態(tài)值開始變化的時間。[來源：DL/T2528-2022，3.5.3，有修改]3.13有功功率控制精度activepowercontrolaccuracy放3.14無功功率控制精度reactivepowercontrolaccuracy放3.15飛輪儲能熱備待機功耗hotstandbypowerconsumptionofflywheelenergystorageDL/T2528-2022，]3.16飛輪工作轉(zhuǎn)速區(qū)間workingspeedrangeofflywheel：DL/T2528-2022，]3.17maximumworkingspeedofflywheel：DL/T2528-2022，]3.18minimumworkingspeedofflywheel：DL/T2528-2022，]GB3875531464GB/T29481電力儲能用飛輪儲能系統(tǒng)的接地方式應(yīng)與所接入電網(wǎng)的接地方式相適應(yīng)，防雷與接地應(yīng)符合14050、GB50057GB/T50065圖1電力儲能用飛輪儲能系統(tǒng)示意圖飛輪儲能系統(tǒng)在以下環(huán)境條件應(yīng)正常工作：a)環(huán)境溫度：-10℃～40℃；952000m飛輪儲能系統(tǒng)在以下電網(wǎng)條件應(yīng)正常工作：GB/T14549GB/T24337GB/T12325GB/T12326GB/T15543GB/T15945啟停機飛輪儲能系統(tǒng)應(yīng)具備啟停機控制功能，能根據(jù)控制開關(guān)或指令實現(xiàn)儲能系統(tǒng)的啟動和停機。0.3s,110（6）kV0.9（）～0.9（）3%220V1表1220V電壓等級接入電網(wǎng)的飛輪儲能系統(tǒng)電壓適應(yīng)性要求電壓范圍（U）運行要求U＜0U儲能系統(tǒng)應(yīng)在0.2s內(nèi)停機50UNU＜5U儲能系統(tǒng)不應(yīng)處于充電狀態(tài)，應(yīng)至少運行2s85UNU≤1%U正常運行電壓范圍（U）運行要求11%N＜U10U儲能系統(tǒng)不應(yīng)處于放電狀態(tài)，應(yīng)至少運行10s12%N＜儲能系統(tǒng)應(yīng)在0.2s內(nèi)斷開連接或停機注：UN為飛輪儲能系統(tǒng)并網(wǎng)點處的額定電壓。380V10(6)kV2表2380V10(6)kV電壓范圍（U）運行要求U＜8%符合低電壓穿越的規(guī)定85UNU≤1%U正常運行11%N＜符合高電壓穿越的規(guī)定注：UN為飛輪儲能系統(tǒng)并網(wǎng)點處的額定電壓。10(6)kV3表310(6)kV及以上電壓等級接入電網(wǎng)的飛輪儲能系統(tǒng)電壓適應(yīng)性要求電壓范圍（U）運行要求U＜9%符合低電壓穿越的規(guī)定90UNU≤1%U正常運行11%N＜符合高電壓穿越的規(guī)定注：UN為飛輪儲能系統(tǒng)并網(wǎng)點處的額定電壓。220V48.5Hz50.5Hz380V4表4380V及以上電壓等級接入電網(wǎng)的飛輪儲能系統(tǒng)頻率適應(yīng)性要求頻率范圍（f）運行要求f＜46.5Hz構(gòu)要求與電網(wǎng)脫離46.5Hz≤f＜48.5Hz0.2s48.5Hz≤f≤50.5Hz正常充電或放電運行50.5Hz＜f≤51.5Hz0.2sf>51.5Hz構(gòu)要求與電網(wǎng)脫離注：f為飛輪儲能系統(tǒng)并網(wǎng)點的電網(wǎng)頻率。500ms±2Hz/s當(dāng)飛輪儲能系統(tǒng)并網(wǎng)點的閃變值滿足GB/T12326、諧波值滿足GB/T14549、三相電壓不平衡度滿足GB/T15543的規(guī)定時，飛輪儲能系統(tǒng)應(yīng)正常運行。通過380V及以上電壓等級接入電網(wǎng)的飛輪儲能系統(tǒng)，應(yīng)具備低電壓故障穿越和高電壓故障穿越的能力，穿越期間的特性和支撐能力應(yīng)滿足GB/T36547的相關(guān)要求。10kVGB/T36547的10kVGB/T36547的GB/T14549GB/T24337GB/T12325GB/T12326GB/T15543GB/T19862飛輪儲能系統(tǒng)的額定充（放）電功率應(yīng)不小于標(biāo)稱的額定充（放）電功率。能量飛輪儲能系統(tǒng)的額定充電能量和額定放電能量應(yīng)不低于標(biāo)稱的額定充電能量和額定放電能量。飛輪儲能系統(tǒng)額定功率充放電循環(huán)效率應(yīng)不低于80%。注：計算以上效率時，包含所有輔助電源用電損耗。過載（5飛輪儲能系統(tǒng)在額定功率下，有功功率控制偏差應(yīng)不大于額定充電（放電）功率的±1%。放電3%。飛輪儲能系統(tǒng)遲滯時間應(yīng)不大于0.1s。飛輪儲能系統(tǒng)充電響應(yīng)時間應(yīng)不大于0.2s。飛輪儲能系統(tǒng)放電響應(yīng)時間應(yīng)不大于0.2s。飛輪儲能系統(tǒng)充電調(diào)節(jié)時間應(yīng)不大于0.3s。飛輪儲能系統(tǒng)放電調(diào)節(jié)時間應(yīng)不大于0.3s。飛輪儲能系統(tǒng)充放電轉(zhuǎn)換時間應(yīng)不大于0.3s。飛輪儲能系統(tǒng)熱備待機功耗應(yīng)不超過額定功率標(biāo)稱值的5%。飛輪儲能單元的額定充放電功率均應(yīng)不小于飛輪儲能系統(tǒng)的額定充放電功率。飛輪儲能單元的額定充放電能量均應(yīng)不小于飛輪儲能系統(tǒng)的額定充放電能量。飛輪儲能單元電氣性能應(yīng)滿足GB/TAAAAA《電力儲能用飛輪技術(shù)規(guī)范》相關(guān)要求。飛輪儲能單元機械性能應(yīng)滿足GB/TAAAAA《電力儲能用飛輪技術(shù)規(guī)范》相關(guān)要求。GB/TAAAAA飛輪儲能單元內(nèi)關(guān)鍵部件及輔助系統(tǒng)性能應(yīng)滿足GB/TAAAAA《電力儲能用飛輪技術(shù)規(guī)范》相關(guān)要求。GB/TAAAAA功率儲能變流器充（放）電功率應(yīng)不小于飛輪儲能系統(tǒng)額定充（放）電功率。啟停機儲能變流器應(yīng)具備啟停機控制功能，能根據(jù)控制開關(guān)或指令實現(xiàn)儲能變流器的啟動和停機。10(6)kV注：保護(hù)值默認(rèn)可選取最大直流電壓與30mA的比值。通信CAN)、RS-485CAN2.0B、Modbus、DL/T860(MQTTModbusTCP、DL/T860統(tǒng)計180儲能變流器在交流端口額定電壓、額定頻率時，有功功率和無功功率的輸出范圍應(yīng)在圖2所示實線框內(nèi)四象限動態(tài)可調(diào)，宜在圖2所示虛線框內(nèi)四象限動態(tài)可調(diào)。注1：Pn為儲能變流器額定有功功率；Qn為儲能變流器額定無功功率。P2Q2注2：有功功率P、無功功率Q、視在功率S滿足下式關(guān)系：P2Q2圖2儲能變流器功率輸出范圍儲能變流器有功功率控制應(yīng)滿足下列要求：1％；100ms300ms參與一次調(diào)頻的儲能變流器，應(yīng)滿足下列要求：0.03～0.05)Hz；120P=?1×?f×P????????????1)式中：

σ fn n?P——儲能變流器有功功率變化量，單位為千瓦(kW)或兆瓦(MW)；σ——一次調(diào)頻調(diào)差率；?f——儲能變流器交流端口或一次調(diào)頻控制裝置檢測到的頻率與系統(tǒng)額定頻率的偏差，單位為赫茲(Hz)；fn——系統(tǒng)額定頻率，單位為赫茲(Hz)；Pn——儲能變流器額定有功功率，單位為千瓦(kW)或兆瓦(MW)。0.5％～3％；100ms300ms儲能變流器參與慣量響應(yīng)控制時，應(yīng)滿足下列要求：100ms～200ms；23)；f×?f＞0 ???????????（）dt?P=?TjdfP

??????????（3）fndnn式中：?f——儲能變流器交流端口頻率與系統(tǒng)額定頻率的偏差，單位為赫茲(Hz)；f——儲能變流器交流端口檢測到的頻率，單位為赫茲(Hz)；t——時間，單位為秒(s)；?P——儲能變流器有功功率變化量，單位為千瓦(kW)或兆瓦(MW)；Tj——慣性時間常數(shù)，單位為秒(s)，宜設(shè)置為4s～14s；fn——系統(tǒng)額定頻率，單位為赫茲(Hz)；Pn——儲能變流器額定有功功率，單位為千瓦(kW)或兆瓦(MW)。100ms300ms。儲能變流器無功功率控制應(yīng)滿足下列要求：20120％±3％；100msms在額定電壓下，儲能變流器交流端口電流在110％額定電流下，持續(xù)運行時間應(yīng)不小于10min。90909090％100ms。儲能變流器在并網(wǎng)運行條件下的電能質(zhì)量應(yīng)滿足下列要求：GB/T14549GB/T24337GB/T12325GB/T12326GB/T15543儲能變流器故障穿越能力、動態(tài)無功支撐、有功功率恢復(fù)、連續(xù)故障穿越等性能應(yīng)滿足GB/T34120的規(guī)定。儲能變流器的電壓適應(yīng)性、頻率適應(yīng)性、頻率變化適應(yīng)性應(yīng)滿足應(yīng)滿足GB/T34120的規(guī)定。防孤島保護(hù)應(yīng)滿足下列要求：10（6）kV10（6）kV380V、220V2s效率96％，380V95％，220V94％。注：計算以上效率時，包含所有輔助電源及控制用電損耗，不含隔離變壓器損耗。損耗儲能變流器的待機損耗應(yīng)不大于額定功率的0.5％，空載損耗應(yīng)不大于額定功率的0.8％。注1：計算損耗時，包含所有輔助電源及控制用電損耗，不含隔離變壓器損耗。注2：待機為儲能變流器交直端口分?jǐn)嘣O(shè)備閉合，儲能變流器處于停機狀態(tài)。注3：空載為儲能變流器交直端口分?jǐn)嘣O(shè)備閉合，儲能變流器處于最小功率運行狀態(tài)。2020000h儲能變流器的電氣安全性能、溫升、環(huán)境適應(yīng)性、機械防護(hù)等應(yīng)滿足GB/T34120的規(guī)定。儲能變流器的電磁兼容性能應(yīng)滿足GB/T34120的規(guī)定。功率啟停機儲能變流器應(yīng)具備啟停機控制功能，能根據(jù)控制開關(guān)或指令實現(xiàn)飛輪變流器的啟動和停機。注：保護(hù)值默認(rèn)可選取最大直流電壓與30mA的比值。通信CANRS-485CAN2.0B、Modbus、DL/T860(MQTTModbusTCP、DL/T860統(tǒng)計180飛輪變流器功率控制、充放電轉(zhuǎn)換時間、運行適應(yīng)性、效率、損耗等電氣性能應(yīng)滿足GB/T3859相關(guān)要求。噪聲1m70dBGB/T341202020000h飛輪變流器的電氣安全性能、溫升、環(huán)境適應(yīng)性、機械防護(hù)等應(yīng)滿足GB/T34120的規(guī)定。飛輪變流器的電磁兼容性能應(yīng)滿足GB/T34120的規(guī)定。11.2180控制通信Modbus634.5104DL/T860CANRS-485CAN2.0B、ModbusDL/T860MQTT)CANRS-485CAN2.0B、ModbusDL/T860MQTT)EthernetMODBUSPROFIBUSCAN——一級報警信息為需要立即停機并降低飛輪轉(zhuǎn)速的報警信息；——二級報警信息為需要立即停機的報警信息；——三級報警信息為需要立即采取應(yīng)急處理措施的報警信息。300ms300ms300ms外部供電儲能變流器控制系統(tǒng)的輔助供電電源應(yīng)在額定工作電壓的80％～115制動裝置應(yīng)滿足30分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)速降低到工作轉(zhuǎn)速區(qū)間下限的50%的要求。電力儲能用飛輪儲能系統(tǒng)檢驗項目按表5進(jìn)行。表5 電儲用輪能檢測目序號實驗項目出廠檢驗檢驗方法性能指標(biāo)1額定充電功率√13.6.17.8.12額定放電功率√13.6.27.8.13額定充電能量√13.6.37.8.24額定放電能量√13.6.47.8.25額定功率充放電循環(huán)效率√13.6.57.8.36過載√13.6.67.8.47有功功率控制精度√13.6.77.8.58無功功率控制精度√13.6.87.8.69遲滯時間√13.6.97.8.7序號實驗項目出廠檢驗檢驗方法性能指標(biāo)10充電響應(yīng)時間√13.6.107.8.811放電響應(yīng)時間√13.6.117.8.912充電調(diào)節(jié)時間√13.6.127.8.1013放電調(diào)節(jié)時間√13.6.137.8.1114充放電轉(zhuǎn)換時間√13.6.147.8.1215熱備待機功耗√13.6.157.8.1316故障保護(hù)功能√13.6.168.79.2.310.2.317飛輪儲能管理單元功能√13.6.1711.2.111.2.211.2.3飛輪儲能系統(tǒng)在以下環(huán)境條件應(yīng)正常工作：a)環(huán)境溫度：-10℃~40℃；952000m試驗應(yīng)在以下電能質(zhì)量電網(wǎng)條件下進(jìn)行：GB/T14549GB/T24337GB/T12325GB/T12326GB/T15543GB/T15945試驗場地電氣安全應(yīng)滿足GB4793.1的要求。電壓/電流傳感器、溫濕度計、聲級計和數(shù)據(jù)采集裝置的精度等級應(yīng)至少滿足表6的要求，檢測儀器、儀表應(yīng)滿足以下要求：GB20840.3GB20840.210μs100kHz；20kHz；0.005Hz。表6測量儀器準(zhǔn)確度等級設(shè)備儀器準(zhǔn)確度等級電壓傳感器0.2級電流傳感器0.2級溫度計±0.5℃濕度計±3%數(shù)據(jù)采集裝置0.2級注：溫濕度計用于檢測環(huán)境條件。31Q1Q21Q1Q21Q1Q21Q1Q2圖3試驗回路示意圖按圖3連接試驗電路，按下列步驟進(jìn)行試驗：n（n≥20）a）～d）按圖1連接試驗電路，按下列步驟進(jìn)行試驗：n（n≥20）重復(fù)步驟a）～d）按圖3連接試驗電路，按下列步驟進(jìn)行試驗：重復(fù)步驟a）～d）按圖3連接試驗電路，按下列步驟進(jìn)行試驗：重復(fù)步驟a）～d）按圖3連接試驗電路，按下列步驟進(jìn)行試驗：電過程中的充電能量，記為EC；電過程中的放電能量，記為ED；（4）式中：

=ED×0%·?????????4ECcycle——額定功率充放電循環(huán)效率，單位為百分比（%）；ED·（kW·h）；EC·（kW·h）重復(fù)步驟b）～e）過載按圖3連接試驗電路，按下列步驟進(jìn)行試驗：11010min5按圖3連接試驗電路，按下列步驟進(jìn)行試驗：250.2s；n（n≥20）（5）式中：

σ=CSt?PC×%??????????5cPCSetcPCSet——充電功率設(shè)定值，單位為千瓦（kW）；PC——充電功率實際值，單位為千瓦（kW）；C——充電功率精度，單位為百分比（%）。重復(fù)步驟b）～d）GB/TXXX—20XX50%75100設(shè)定值重復(fù)步驟b）～e）按圖3連接試驗電路，按下列步驟進(jìn)行試驗：25%0.2s；n（n≥20）（6）式中：

σ=StPD×%??????????6DPDSetDPDSet——放電功率設(shè)定值，單位為千瓦（kW）；PD——放電功率實際值，單位為千瓦（kW）；D——放電功率精度，單位為百分比（%）。重復(fù)步驟b）～d）50%75100設(shè)定值重復(fù)步驟b）～e）按圖3連接試驗電路，閉合Q1，按下列步驟進(jìn)行試驗：50420s；20ms（7）式中：

=CHStCH×%??????????7QCHSetQCHSet——充電無功功率設(shè)定值，單位為千瓦（kW）；QCH（kW）；（%）重復(fù)步驟a）～h）Q（p.u.）QQ（p.u.）QL0響應(yīng)時間穩(wěn)定運行時間QC0t1t2t3t4t5t6穩(wěn)定運行時間響應(yīng)時間注：QL和QC為有功功率為100%Pn工況下，飛輪儲能系統(tǒng)輸出的最大感性無功功率和最大容性無功功率。圖4無功功率控制曲線按圖3連接試驗電路，閉合Q1，按下列步驟進(jìn)行試驗：50420s；20ms取每個穩(wěn)定運行階段連續(xù)n（n≥20）QD（8）式中：

σQD

=StD×%?????????（QDSetQDSet——放電無功功率設(shè)定值，單位為千瓦（kW）；QD（kW）；（%）重復(fù)步驟a）～h）按圖3連接試驗電路，按下列步驟進(jìn)行試驗：a）～c）e）～g）按圖3連接試驗電路，按下列步驟進(jìn)行試驗：90%額定充電功率的時間為本次試驗的結(jié)a）～c）按圖3連接試驗電路，按下列步驟進(jìn)行試驗：90%額定放電功率的時間為本次試驗的結(jié)a）～c）